[发明专利]一种钨铜合金材料用涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钨铜合金材料用涂层，所述涂层包括在合金材料表面依次形成的过渡层和抗氧化层，过渡层包括以下重量份的原料：纳米氧化锡15‑20份、氟化锶10‑15份、钛酸四丁酯0.1‑0.5份、聚乙烯醇1‑5份；所述抗氧化层包括以下重量份的原料：纳米氧化铈10‑20份、硅钡铁合金粉30‑50份。过渡层添加纳米氧化锡和氟化锶两种成分，提高过渡层的结合强度，降低孔隙率。抗氧化层中的硅钡铁合金粉在高温环境下和氧气反应，避免合金材料在高温下被氧化，纳米氧化铈提高抗氧化层的致密性。本发明还提供了一种钨铜合金材料用涂层的制备方法，过渡层采用烧结的方式制备，抗氧化层采用超音速火焰喷涂在过渡层表面，保证涂层在合金材料表面分布均匀，不易开裂脱落。

技术领域

本发明涉及一种涂层，尤其涉及一种钨铜合金材料用涂层及其制备方法。

背景技术

钨合金是一类以钨为基(含钨量为85％～99％)，并添加有少量Ni、Cu、Fe、Co、Mo、Cr等元素组成的合金，该合金具有密度高，熔点高，比重大以及良好的导电导热性能，其密度高达16.5-18.75g/cm³,被通称为高比重合金、重合金或高密度钨合金。其中钨铜合金广泛用于航空航天以及电子、武器制造等行业，常用于制作陀螺仪转子、穿甲弹弹芯、隔热屏、电极等。但是钨铜合金在高温有氧环境中容易氧化，在400℃以上便发生比较快速的氧化，生成不具有保护性的氧化物(WO₃)，失去其优异的耐高温性能，钨铜基合金很难在1500℃以上的环境中得到使用，限制了钨铜基合金在极端环境下的使用。为了改善钨铜合金的高温抗氧化性能，目前较为流行的方法是在钨铜合金的表面制备高温抗氧化涂层。

现有的钨铜合金材料表面的涂层存在诸多问题，不能满足合金材料在不同领域的应用需求，如和材料表面结合不牢固易脱落，孔隙率高，致密性差，抗氧化能力不能满足使用要求等，限制了钨铜合金的应用，因此亟需一种涂层解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种钨铜合金材料用涂层，涂层和合金材料的结合度高，不易脱落，孔隙率低，同时具有较好的高温抗氧化能力。

本发明的目的之二在于提供一种钨铜合金材料用涂层的制备方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种钨铜合金材料用涂层，所述涂层包括在合金材料表面依次形成的过渡层和抗氧化层，所述过渡层包括以下重量份的原料：纳米氧化锡15-20份、氟化锶10-15份、钛酸四丁酯0.1-0.5份、聚乙烯醇1-5份；所述抗氧化层包括以下重量份的原料：纳米氧化铈10-20份、硅钡铁合金粉30-50份。

进一步地，所述过渡层的厚度为30-50μm，所述抗氧化层的厚度为100-200μm。

进一步地，所述钨铜合金材料中钨的质量分数为90％，铜的质量分数为10％。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

上述钨铜合金材料用涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)对钨铜合金材料的表面进行预处理；

(2)取纳米氧化锡、氟化锶加入至无水乙醇中，加入钛酸四丁酯、聚乙烯醇，混合均匀后制成浆料；

(3)将步骤(2)制备的浆料喷涂至钨铜合金材料表面，在温度100-150℃下进行预固化；

(4)将步骤(3)中预固化后的材料进行烧结，即得过渡层；

(5)将纳米氧化铈、硅钡铁合金粉进行球磨混料，然后采用超音速火焰喷涂在过渡层表面，即得抗氧化层。

进一步地，所述步骤(4)中烧结的条件为在氩气气氛保护下300-400℃烧结1-2h，升温至900-1000℃烧结1-2h。